Animaciones interactivas para la enseñanza y aprendizaje de los protocolos de coherencia de cachés

Abstract

Entre los objetivos formativos de los cursos avanzados de arquitectura de computadores suele estar el de que los estudiantes sean capaces de describir y analizar el funcionamiento de los protocolos de coherencia de cachés. Aunque dichos protocolos son relativamente sencillos, es necesario analizar muchas situaciones diferentes para entender cómo abordan todos los detalles del problema que quieren resolver. Lo que hace que sean complejos de explicar y de comprender. Una herramienta que ilustrara gráficamente el funcionamiento de dichos protocolos facilitaría enormemente su enseñanza/aprendizaje. Con objeto de mejorar la docencia de dicha materia, hemos desarrollado tres animaciones interactivas que muestran cómo funcionan tres de los protocolos de coherencia de caché más frecuentemente utilizados. Para cada protocolo, una serie de operaciones de lectura/escritura ilustran todas las posibles situaciones que pueden darse. Las animaciones permiten avanzar y retroceder para poder entender/estudiar mejor las acciones que tienen lugar en cada paso.

SUMMARY: Among the educational objectives in advanced courses of computers architecture there is usually one that states that students should be able to describe and analyze how the cache coherence protocols work. Although these protocols are relatively simple, it is necessary to analyze many different situations to understand how they address all the details of the problem they solve. This makes them complex to be explained and to be understood. A tool that illustrates graphically the operation of these protocols should greatly facilitate the teaching/learning of these protocols. With the aim of improving the teaching on this subject, we have developed three interactive animations that show how some of the most frequently used cache coherence protocols work. For each protocol, a sequence of read and write operations illustrates all possible situations that can take place in each protocol. The tool is interactive in that the student can go forward and backward to understand/ study the different actions that occur at each step.